定时器设计基本要求：最大为1小时，精度要求为0.01秒，当倒计时间为0时能够报警，要求在数码管上正确显示。在完成基本要求的基础上，可以进一步增加功能和提高性能。

计时器已有数千年历史，从日晷、漏壶到时钟和秒表，计时器在重量、功能、外观、精确度和应用范围上都发生了巨大的变化。在中国历史上，有记载的四代计时器分别是：日晷、沙漏、机械钟、石英钟。目前市场上大多数家庭使用的石英钟是常见的计时设备。

本设计采用可编程芯片和Verilog HDL语言进行软硬件设计，简化硬件结构并提高稳定性。由于可编程芯片的频率精度可达到50MHz，计时精度极高，能达到0.01秒。在倒计时结束时，系统会触发报警，并在数码管上准确显示。

Verilog HDL语言实现0.01秒高分辨力报警器设计

Verilog HDL是一种用于数字系统设计的硬件描述语言。通过编写Verilog HDL代码，实现定时器中的计数器、分频器和显示驱动等模块，从而实现精确的报警功能。

设计要求与系统架构

定时器的最大计时范围为1小时，最小计时单位为0.01秒。计时结束时，触发报警并在数码管上正确显示当前时间。设计中采用EP2C35F672C6 FPGA芯片，确保计时精度。显示部分使用6个7段数码管，以共阳极方式连接。

功能模块详解

  • 分频校时模块：接收27MHz输入时钟，通过分频产生低频时钟信号，控制秒、分、时的计数，满足0.01秒精度。

  • 半点整点报时模块：当分钟计数到达00时，激活红色LED提示用户。

  • 计数器模块：包含秒、分、时的计数单元，基于1Hz时钟脉冲进行计时。

  • 显示模块：将计数器的输出转换为7段数码管显示格式，通过译码逻辑实现正确显示。

仿真验证与硬件实施

通过Verilog HDL编写代码进行仿真验证，确保逻辑正确。设备选择与引脚绑定确保设计与硬件接口匹配，硬件验证确保报警器在真实环境中正常工作。

总结与改进

本设计实现了高精度定时器，满足了基本要求。进一步的优化方向包括改进分频算法、增加用户交互功能如按键设置和无线通信模块。